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외관의 화룡점정(畫龍點睛)을 찍는 휠&타이어
자동차 디자인의 화룡점정을 찍는 부위는 어디일까? LED로 수놓은 헤드 램프? 고유의 개성이 담긴 그릴? 우수한 디자인을 더욱 부각하기도, 오히려 못나 보이게도 하는 것은 휠과 타이어라고 생각된다. 운동복에 정장 구두를 신고, 정장에 슬리퍼를 신으면 어울리지 않듯 자동차에도 어울리는 디자인의 휠이 필요하다.
따라서 각 자동차마다 추구하는 방향에 따라 디자인을 다르게 채용하기도 한다. 예를 들어 대형 세단의 경우 일명 '불판휠'이라 불리는 넓은 휠을 사용하고 스포츠 세단은 5스포크의 스포티한 디자인의 휠을 사용하는 모습을 살펴볼 수 있다. 또, 레이스카나 오프로더같은 경우 목적에 따라 순정으로 장착된 휠 외의 다른 제조사의 휠을 사용하기도 한다.
휠&타이어가 하는 역할이 뭔데?
휠과 타이어, 자동차에서 가장 먼저 눈에 띄는 부위이기도 하다. 그렇다면 그들은 어떤 역할을 하고 있을까? 가장 중요한 첫 번째 역할로는 차량의 구동축으로 부터 전달받는 구동력, 브레이크로 부터 전달받는 제동력을 노면에 전달하고 차를 달리거나 멈추게 한다. 이때는 타이어의 폭, 휠의 무게 등에 따라 성능의 차이가 발생한다.
그 다음으로 중요한 역할은 바로 자동차의 중량을 지탱하고 서스펜션과 더불어 노면의 충격을 흡수하는 역할이다. 즉, 자동차는 쇼크 업소버, 스프링, 휠, 타이어, 그리고 다양한 활대와 링크를 통해 차량의 중량을 견뎌내고, 밸런스를 유지하며, 주행 중 노면에서 올라오는 충격을 걸러주는 역할을 수행한다.
휠&타이어 튜닝하면 뭐가 좋은데?
휠과 타이어 튜닝의 종류는 휠 인치업, 경량 휠, 휠 스페이서, 광폭 타이어, 편평비 조절 등 다양하다. 또 튜닝이라 하면 일반적으로 사제 휠로의 교환을 생각하는 경우도 있지만 같은 제조사의 상위 등급 휠, 혹은 타 차량의 순정 휠로 교환하여 인치업, 인치 다운 하는 일도 튜닝이라고 할 수 있다.
휠 인치업
휠 인치업은 말 그대로 더 큰 사이즈의 휠로 교환하는 일이다. 인치업을 하게되면 얻는 이 점으로는 동일한 외경의 구성을 가정했을 때 더 낮은 편평비의 타이어를 사용하게 되므로 횡력에 의한 변형이 줄어들어 더 안정적인 스티어링 성능을 낼 수 있다. 게다가 대체로 휠의 폭이 넓어져 광폭 타이어의 장착도 함께 진행된다.
광폭 타이어는 일반적으로 더 부드러운 컴파운드를 사용하여 마찰 계수가 높고, 접지면의 형상 또한 길어져 타이어의 발열 능력이 향상되고 이는 접지력의 상승으로 이어진다. 하지만 편평비가 낮아짐에 따라 충격과 소음이 커지고, 더 큰 부하가 차량에 걸리게 된다는 단점이 있다.
경량 휠
경량 휠로 교환하게 되면 현가하질량(Unsprung Mass), 차량의 스프링과 댐퍼 하부에 위치하는 중량이 감소하게 된다. 현가상질량(Sprung Mass)/현가하질량(Unsprung Mass)의 비율이 높을수록 차량의 주행 성능은 높아진다. 즉, 스프링 위에 얹어진 섀시 등의 질량은 높고, 하부에 위치한 부품의 무게는 가벼울수록 주행 성능이 향상된다는 것이다. 경량 휠은 현가하질량을 감소시켜 서스펜션의 거동 부하를 줄이고 로드 홀딩력 상승을 가져온다.
또 회전질량(Rotational Mass)도 감소하여 동일한 조건의 차량에서 휠의 무게만 감소했을 때 가속력의 상승도 가능하다. 다만 경량 휠로 얻을 수 있는 효과는 일반적으로는 미미하며 오히려 경량 휠에 인치 업을 병행하여 세팅할 경우 관성모멘트의 증가로 오히려 가속력은 떨어지는 효과를 불러온다. 따라서 경량 휠은 인치 다운을 고려한 세팅도 가속력 향상에 도움이 된다.
휠 스페이서
휠 스페이서는 일반적으로 휠의 끝 부분을 휀더 라인에 맞게 드레스업 하는 용도로 사용된다. 또는 스페이서를 통해 브레이크, 서스펜션 등 다른 부품과의 간섭을 해결하기 위해 사용되기도 한다. 스페이서의 본래의 목적은 윤거를 늘려 롤링(Rolling)등 하중이동량을 감소시키기 위함이다. 윤거는 좌,우 타이어의 접촉면 중심간의 거리이다. 하중이동량이 감소하면 조종성과 안정성이 향상되고, 윤거를 조절하여 오버스티어와 언더스티어 성향을 조절하는 것도 가능하다.
하지만 단점도 존재한다. 우선 제조사에서 의도한 서스펜션, 휠 등의 세팅과 달라지기 때문에 차량에 어떠한 영향을 끼치는지 알기 어렵다. 또한 축간 거리가 늘어나면서 허브 베어링 등에 가해지는 마모가 증가하고 과도한 스페이서를 사용할 경우 주행 중 휠 볼트가 부러지는 사고가 발생할 수도 있다. 운전자의 핸들 조작이 더 무거워지는 점도 단점이다.
타이어
먼저 자동차 타이어의 규격은 다음과 같다.
245/50/R17 98V
위 규격에서 245는 타이어의 폭을, 50은 편평비를 R17은 17인치 휠의 구경을 의미한다. 98은 하중지수로 타이어 한 쪽 당 750kg의 하중을 견딘다는 의미이다. 마지막으로 V는 속도지수로 V의 경우 하중지수를 240km/h까지 견딜 수 있다는 의미이다.
타이어 튜닝의 경우 타이어의 폭을 더 넓은 광폭 타이어로 교환하거나, 편평비가 낮은 타이어로 교환하거나, 컴파운드가 부드러운 스포츠 타이어로 교환하는 등 주행 성능 개선을 위한 것이 있고, 반대로 편평비가 높은 타이어, 저소음 타이어 등을 사용하여 승차감을 개선하는 경우도 있을 수 있다. 즉, 타이어는 운전자와 자동차에 걸맞는 규격과 컴파운드의 타이어를 선택하여 사용한다. 주행 성능을 향상 시킨 경우 소음과 충격, 낮은 내구성이 단점이고, 승차감을 개선한 경우 상대적으로 떨어지는 고속주행 안정성과 낮은 접지력 등이 단점이다.
휠&타이어 튜닝은 어떻게 해야되는데?
휠,타이어 튜닝을 위해서는 우선 자신의 차량에 맞는 PCD와 허브 규격 등을 파악해야 한다. 다음은 휠의 규격 예시이다.
19 x 9.5 J +35 PCD120 5H
19는 19인치, 9.5J는 휠의 폭, +35는 오프셋(offset)으로 휠의 단면의 중심으로 부터 안쪽이면 마이너스, 바깥이면 +이다. PCD(Pitch Circle Diameter)는 휠 볼트 중심을 잇는 원의 직경이고, 5H는 5홀이라는 의미이다. 이 밖에도 허브의 사이즈를 고려해야 한다. 규격이 맞다면 실제 차량 장착했을때 브레이크, 서스펜션, 휠 하우스 등과 간섭이 없는지 확인해야 한다.
다음으로는 타이어를 선택하는 과정이다. 타이어는 휠의 폭에 따라 걸맞는 것을 사용해야 한다. 편평비의 경우 필요에 맞게 선택해주면 된다. 가장 중요한 유의사항은 바로 차량의 균형과 본래의 설계를 해치지 않는 선에서 교환하는 것이다. 휠 인치업과 타이어 교환을 진행하더라도 가급적 순정 상태의 휠 타이어와 외경이 일치하도록 교환해주는 것이 좋다. 예를 들어 245/50/17의 순정 규격을 가진 차량은 245/40/19의 타이어와 19인치 휠로 인치업 하는 것이 바람직하다. 외경의 차이를 줄여 속도계와의 오차를 최소화하고 제조사에서 설계된 성능을 유지하기 위해서이다.
휠 스페이서의 사용은 자동차의 스크럽 반경(Scrub Radius)과 같은 서스펜션 지오메트리를 변경하는 행위이므로 가급적 지양하는 것이 좋고, 만약 사용한다면 강성이 확보된 제품, 5mm 이상의 스페이서를 사용할 경우 볼트체결식을 사용하는 것이 안전하다.
글: 이동현 에디터(yaya7070@naver.com)
사진: Mansory, Porsche, Superrace, Mercedes-Benz,
Enkei, Work, Rays, H&R, Hankooktire, Pirelli,
이동현 포토그래퍼(yaya7070@naver.com)
카테고리: 자동차 튜닝이야기
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